5. 논리회로 (1)
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
1. 스위칭 회로
- 다이오드 및 트랜지스터를 이용해서 스위치의 기능을 갖게 한 회로
1.1 다이오드 (Diode)
- 다이오드는 한 방향으로만 전류가 흐르는 일방향 특정을 지닌다
- PN접합이라고 하는데, 순방향일 때 전류가 잘 흐른다.
- 역방향이면 전류가 흐르지 않는다. ( 간단하게 생각하기위해 흐르지 않는다고 하는것일뿐 실제로는 흐를 수 있다.)
- P형 반도체에 ( + )전압을 가하면 순방향 다이오드로 작동해서 전류가 흐른다 --> 스위치가 ON
- P형에 ( + )전압을 가하는것을 순방향 forward라고 하고 전압 강하는 약 1V이다. (정확히는 0.7V이다)
- N형 반도체에 ( + ) 전압을 가하면 역방향 다이오드로 작동해서 전류가 흐르지 않는다 --> 스위치가 OFF
- N형 반도체에 ( + ) 전압을 가한는 것을 역방향 backward라 하고 이때의 저항은 5000Ω 이상이 된다.
- 기호를 보면 다음과 같다.
P ( +) -----▶|--------- N( - )
- 간단하게 알아보는 방법은 ▶이 방향으로 전류가 흐르기 쉽다고 보면 된다.
1.2 다이오드를 이용한 로직 스위칭 회로
- 그림 추후 추가
1.3 트랜지스터
- 보통 NPN형의 트랜지스터 를 사용한다.
- 베이스에 (+)전압을 인가하거나 안하거나 하는 방법으로 트랜지스터에 전류를 흐르게 하거나 안흐르게 한다.
- 위의 방법으로 스위치 ON , OFF를 구성한다.
- 즉 논리회로에 들어가는 소자들을 트랜지스터를 잘 활용해서 만들 수 있다.
1.4 트랜지스터를 이용한 로직 스위칭 회로
- 그림 추후 추가
0과 1은 컴퓨터상에서의 논리의 값이고, 실제로는 0볼트 5볼트가 되는것.
각각의 논리소자들은 다이오드와 트랜지스터로 구성되어있다.
컴퓨터의 경우는 논리를 먼저 배우고, 트랜지스터 까지 들어가는 회로를 배우는건 옵션인데, 전자쪽은 회로도 같이 배웁니다.
꼭 필요는 없지만, 필요없다고 배울 필요가 없다는것은 아니니, 잘 걸러서 봅시다.
5. 릴레이
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
1. 릴레이(relay)
- 시퀀스를 구성하는 유접점기구
- 전자계전기의 줄임말이다.
- 보조릴레이(X), 타이머릴레이(T), 전자접촉기(MC), 솔레노이드, 전자밸브등이 있다.
1.1 보조릴레이
- ⓧ로 표기한다.
- 여러개는 아래첨자를 사용해서 X1 X2 와같이 사용한다.
- 접점 기호는 괄호안에 접점번호를 쓴다. 예를들어 X1의 2번째 접점은 X1(2) 로 표기한다.
- 전원은 생략하고 세로도면에서 R을 전원, T를 접지선으로 표현하는 경우가 많다.
1.2 타이머릴레이
- ⓣ 이런식인데 중간에 t대신 대문자 T를 사용한다. ( 동그라미 T가 어디있을까요..?)
- 입력 신호의 변화시간보다 정해진 시간만큼 뒤져서 출력 신호의 변화가 나타나는 신호
- 시한 동작 순시 복구형과 순시 동작 시한 복구형이 있다
- (위의 두개는 시한과 순시가 바뀌는 모양으로 외우면 된다)
- 시한 동작 순시 복구형은 동작시간이 늦고, 순시 동작 시한 복구형은 복수시간이 늦다.
- 0.05초~ 24시간등의 타이머가 가능하다.
- 시한동작형 : 타이머 여자(전원이 켜진)후 일정 시간이 지난뒤 접점이 개폐동작
- 시한복구형 : 타이머에 전기를 끊은 뒤 일정시간이 지나야 접점이 복구
- 플리커 릴레이는 타이머를 여자할 때 일정 시간 간격으로 동작과 복구를 교대하면서 작동한다.
1.3 전자 접촉기
- 원속에 MC로 표기한다.( 기호를 못찾겟네..)
- 접점 용량을 크게해서 전동기 구동같은 대전력 제어용 릴레이 출력 기구로 사용한다.
- 보조 접점이 개폐되어 유지 및 감시용 회로로 사용한다.
- 전자 접촉기 열동전동기를 접속하면 전자개폐기가 된다.
1.3.1 열동 계전기
- Thr로 표현한다.
- 히터와 접점으로 구성
- 부하의 이상(고장)으로 전류가 정상보다 크게 오면, Thr의 히터가 가열된다.
- 가열로인해 바이메탈이 팽창되며 Thr이 가동.
- 따라서 MC의 전기를 끊어서 MC를 복구한다음 경보회로를 열어서 경보기를 작동한다.
4. 스위치
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
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# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
1.3 리밋스위치 (Limit Switch)
- 앞글자만 따와서 LS라고 한다.
- 물체가 접족할 때의 물리적인 힘으로 접점이 개폐되는 스위치를 말한다.
- (간단하게 말하면 건드릴때 열리거나 닫히는 스위치이다.)
- 사용하는 예는 엘레베이터에서 자주 사용되는 스위치다. (오래된 엘레베이터는 이 스위치가 눌리는 소리가 들린다고도 한다)
- 엘레베이터에서 해당 스위치를 이용해서 현재 엘레베이터가 있는 위치를 알 수 있다.
1.4 액면 스위치 (Float Switch)
- 앞글자만 따와서 FS라고 한다.
- 수면위에 더서 수위의 높낮이에 따라 스위치를 개폐한다.
- (간단하게 수위가 높으면 열리고 낮으면 닫히는 스위치이다.)
- 펌프라던가 화장실 변기라던가 많은곳에 사용할 수 있을것 같다.
3. 유접점 기구
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
1강에서 잠시 등장한 유접점 기구에 대해서 설명하겠습니다. 유 + 접점 + 기구의 합성어로 하나하나 보도록 하겠습니다.
1. 접점 (contact)
- 전기회로를 열고 닫는 스위치 기능을 가지는 기구
- ON OFF의 기능을 갖고있다. (1와 0을 갖고있다로 봐도 될것같다)
- a접점, b접점, c접점이 존재한다.
1.1 a접점
- 원래는 열려있고, 조작할 때 닫히는 접점
- 메이크 접점이라고 한다.
- 디폴트는 OFF, 스위치를 누르면 ON이 된다.
- (지금 그림은 없지만 추후에 추가)
- 그림을 보면 스위치의 그림이 처음엔 서로 연결이 되어있지 않은 그림이다. (열려있으니 처음엔 OFF이다)
1.2 b접점
- 원래는 닫혀있고, 조작할 때 열리는 접점
- 브레이크 접점이라고 한다.
- 디폴트는 ON 스위치를 누르면 OFF가 된다.
- (지금 그림은 없지만 추후에 추가)
- 그림을 보면 스위치의 그림이 처음엔 서로 연결이 되어있는 그림이다. (닫혀있으니 처음엔 ON이다)
1.3 c접점
- a,b접점이 동시에 존재하는 상태의 접점이다.
- 디폴트는 b접점 상태이지만, 조작을 하면 a접점 상태가 된다.
2. 접점의 종류
- 접점은 접속, 개폐방법에 따라 구분이 된다.
- 버튼 스위치, 센서등의 각종 스위치류의 입력기구는 접점기구라고 한다.
- 뿐만아니라, 릴레이, 논리소자등의 보조기구를 접점으로 이용하는 기구도 접점기구라고 한다.
- 유접점기구, 무접점기구로 나눈다.
2.1 유접점기구
- 접점이 눈에 보이는 기구를 말한다.
- 예를 들면 릴레이 접점이 있다.
2.2 무접점기구
- 접점이 눈에 보이지 않는 기구를 말한다.
- 예를들면 논리소자와 같은 것이 있다.
2. 신호
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
2. 신호
2.1 정보 (information)
- 제어하고 싶은 내용을 말한다.
- 예를들면 "형광등을 1시간동안 켜고 싶다" 를 정보라고 한다.
2.2 신호 (signal)
- 정보를 전달하는 물리량을 신호라고 한다.
- 예를 들면 전압, 전류, 온도, 적외선, 빛 등이 있고 물리량의 크기와 변화상태만 생각한다.
- 입력신호, 출력신호, 상태신호 등이 있다.
2.2.1 입력신호 (input signal)
- 입력신호는 기기에 상태 변화를 주는 신호를 말한다.
- 예를 들면 운전, 정지등이 있다.
- 변화신호는 정보의 변화를 나타내는 신호로 운전과 정지 입력신호 쌍으로 사용된다.
2.2.2 출력신호 (output signal)
- 상태변화의 결과를 말한다.
2.2.3 상태신호
- 정보와 같은 신호이고, 출력신호의 표시로 사용된다.
APPENDIX
A. 타임차트
- 시퀀스의 내용을 신호와 같이 그림으로 나타낸 것
위와같이 운전 신호가 1이 되면 상태 변화가 일어나고, 정지가 1이 되면 또 상태가 변화하는걸 볼 수 있다. 그에 따른 출력값도 운전, 정지신호 즉 변화신오에 따라 바뀌는걸 볼 수 있다.
B. 아날로그 신호
- 연속적으로 변화하는 신호
- 예를들면 온도, 소리 등의 신호가 있다.
C. 디지털 신호
- 1,0같이 두 개의 상태로 구별되는 신호
1. 시퀀스 제어
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
1.1 제어란?
- 기기의 현재 상태를 사람이 원하는 상태로 조작
1.2 제어의 시작
- 사람이 하기 싫어하는 일, 허드렛일, 힘든일을 기기가 대신 해주길 바람. 게으른 사람들 및 일하기 싫어하는 사람들이 기기가 대신 일을 해줬으면 하는 바램에서 시작됨.
1.3 수동제어와 자동제어
1.3.1 수동제어(manual control)
- 수동제어는 사람이 직접 대상기기를 조작하는 것을 말한다.
- 예를들면 TV를 조작하는 것, 형광등을 켜는것이 있다.
- 일반적인 제어라고 하지 않는다. 사람이 하기 싫은 것을 대신 하길 바랬는데 사람이 직접 하는 것을 보니 일반적인 제어라고 할 수 없는듯
1.3.2 자동제어(automatic control)
- 자동제어는 일부 또는 전부를 기기가 스스로 행동하는 제어를 말하고, 일반적으로 사용하는 '제어' 라는 단어는 자동제어를 뜻한다.
- 자동제어는 시퀀스 제어와 되먹임제어로 나눈다.
1.3.2.1 시퀀스 제어( sequence control)
- 미리 정해진 순서에따라 차례차례 단계적으로 조작되는 제어를 말한다.
- 열린 루프 제어, 정성제어, 논리판단 제어
- 예를들면 엘레베이터, 자판기, 세탁기 등이 있다.
- 릴레이 시퀀스, 로직 시퀀스, PLC 시퀀스가 있다.
1.3.2.1.1 릴레이 시퀀스
- 유접점 전자 릴레이의 접점으로 구성되는 기계적 제어 (정말 하나도 모르겠다면 조금만 기다리자 뒤에 단어 설명이 나온다.)
- 전류용량, 과부하내량이 크고 높은 온도를 잘 견딘다.
- 회로수가 제한된다. 외형이 크다. 속도가 느리다. 진동충격에 약하다. 수명이 짧다. 유지보수가 힘들다.
- 단점이 많네..
1.3.2.1.2 로직 시퀀스
- 반도체 IC회로, 집접회로의 논리 소자를 사용해서 만든 회로.
- 무접점 시퀀스 회로라고 한다.
- 빠르고 정밀하고 진동 충격에 강하고 수명이 길다. (IC 회로의 장점을 그대로 가져온듯)
- 온도에 약하며 전류용량이 적도 입출력 결합회로가 필요하다.
- 신뢰도도 낮은 편이다.
1.3.2.1.3 PLC 시퀀스
- 컴퓨터 CPU로 시퀀스를 프로그램화 한 것이다.
- 코딩으로 자료를 기억시키고, 명령어를 사용해서 시퀀스를 작성할 수 있다.
- 소형화, 고 기능화, 저렴화, 고속화가 쉽다. 심지어 신뢰도도 높다.
- 유지보수, 프로그램 수정도 쉽다.
- 다 좋은것 같지만 단점을 말해보자면, 간단한 처리를 위해서도 코딩을 해야되는 번거로움이 있다.
1.3.2.2 되먹임 제어 ( feedback control)
- 목표값을 정하고, 출력된 값을 다시 입력으로 보내서 해당 출력이 목표값과 항상 같도록 조정하는 제어를 말한다.
- 닫힌 루프 제어, 정량제어
- 예를들면 보일러가 있다.
1.3.2.2 시퀀스 제어의 구성
1.3.2.2.1 구성요소
- 모든 시퀀스를 입력기구, 보조기구, 출력기구로 구성된다.
- 입력기구의 예로는 수동스위치, 검출스위치(센서)등이 있다.
- 보조기구의 예로는 보조릴레이, 논리소자, 타이머, 카운터, 입출력회로, PLC장치등이 있다.
- 출력기구의 예로는 전자접촉기, 전자벨브, 솔레노이드, 표시램트, 경보기구, 전동기등이 있다.
- 논리, PLC시퀀스에서는 입력회로, 출력회로 등을 추가적으로 가지고있다.
